무화과와 기생충

성경에 나온 무화과 나무의 저주 때문에도 유명해진 무화과(fig, Ficus)는 이름에서도 말하고 있다시피 꽃이 없다는 오해를 사고 있는 나무다. 사실 무화과에도 꽃이 있고, 이 꽃은 우리가 먹는 무화과 열매 안에 있는 독특한 형태를 지니고 있다. 즉 꽃도 없이 열매를 맺는다는 오해는 잘못된 것이다. 여튼 이러한 독특한 구조 덕택에 무화과는 다른 일반적인 수분법과는 상당히 다른 과정을 거치게 되는데 여기에 무화과와 공생관계에 있는 말벌(wasp)이 중요한 역할을 수행한다. 일반적으로 다른 식물들이 하는 것 처럼 바람을 이용해 꽃가루를 날려보내거나 꿀을 먹기 위해 오는 곤충들을 통해 수분을 시키는 것은 꽃이 열매 안에 있기 때문에 힘들기 때문이다. 이 복잡한 공생관계는 이 공생 말벌에 기생하는 또 다른 기생말벌에 의해 영향을 받는 복잡한 균형을 형성하고 있다. 그렇다면 일단 무화과가 어떻게 번식하는지 부터 알아보도록 하자.

-각각의 말벌 종들은 특화된 무화과 종의 열매에 들어가기 위해 개성있는 머리 모양을 지니고 있다.

무 화과는 꽃을 피울 시기가 되면 그림 맨 오른쪽에 보이듯 작은 열매를 형성한다. 이 열매의 꼭지에는 작은 구멍이 있어 공생관계에 있는 말벌이 들어올 수 있도록 되어있다. 또 이 구멍은 각 무화과종에 따라 달라 특정한 머리 모양을 가진 말벌만이 드나들 수 있도록 특화되어 있는 것이 특징이다. 이렇게 한 종의 말벌이 한 종의 무화과와 특화되어 말벌이 엉뚱한 다른 종의 무화과에 들어가 꽃가루를 낭비시키지 않도록 하는 안전장치를 만들어 놓는 것이다. 여튼 다른 무화과 나무 열매에서 태어나 그 나무의 꽃가루를 잔뜩 뭍힌 말벌 암컷이 익지 않은 무화과 열매 안으로 들어와 무화과 열매를 수정시키고 자신도 그 꽃 안에서 알을 낳는다. 이렇게 낳은 알은 내부에서 혹을 형성하여 자라게 되고, 동시에 열매 안에 있는 꽃들도 수분이 되어 점차 열매가 익어가기 시작한다. 이렇게 약 한달 정도의 시간이 흐르면 이들 중 날개 없는 수컷이 먼저 성장해 긴 수정관을 이용해 아직 고치 속에 있는 암컷 말벌들을 수정시킨다. 이렇게 수정된 암컷들은 약 하루 이틀 뒤 고치를 깨고 나오게 된다. 이렇게 암컷이 태어날때가 되면 무화과 열매 안에서는 이미 수정되어 씨앗을 생성하기 시작한 꽃들과 말벌이 알을 낳지 않은 나머지 꽃들이 수꽃이 되어 꽃가루를 만든다. 즉 말벌 암컷이 열매를 떠날 시기가 되면 무화과도 꽃가루를 생성하여 다른 무화과 열매를 수정시켜 번식할 준비를 하는 것이다. 그림 맨 오른쪽에 보이듯 작은 구멍을 뚫고 무화과를 빠져나간 암컷들은 자신이 태어난 무화과 열매의 꽃가루를 뒤집어 쓴 채 다른 무화과 열매를 수정시키는 것이다.

이 렇게 복잡한 생활사를 거쳐 수정되는 무화과와 말벌의 공생관계는 얼핏 유지되기 쉽지 않을 것 처럼 보인다. 말벌이 길고 단단한 산란관을 진화시켜 무화과 외부에서 산란관만 밀어넣고 알만 낳은 채 도망가 버리면 그만이기 때문이다. 이 경우 무화과는 말벌 좋은 일만 시켜주고 자신은 아무 이득도 챙기지 못하게 되는 것이다. 실제로 일부 말벌들은 이렇게 열매 안으로 완전히 들어가지 않고 알만 입구 근처에 있는 꽃들에만 알을 살짝 낳는 행동을 하는 것이 관찰되었다. 이런 일들이 빈번하게 일어난다면 무화과에게 이런 생활 주기를 고집할 이유가 사라지게 되고, 결국 공생관계는 무너지고 말것이다. 하지만 여기서 기생충이 공생관계를 유지하는데 중요한 역할을 한다. 이렇게 무화과와 공생하는 말벌들에 기생하는 다른 기생말벌들이 있다. 이 기생말벌들은 말벌들이 들어갈 수 있는 무화과의 관 입구에 머리모양이 맞지 않아 들어갈수는 없지만, 긴 산란관을 이용해 입구 근처에 산란해 놓은 다른 말벌의 알들에 자신의 알을 낳아 기생시킨다. 때문에 무화과 외부에서 산란하는 말벌들의 알은 그만큼 기생말벌의 위협에 자주 노출되게 되고, 되도록이면 기생말벌이 칩입할 수 없는 무화과 깊숙한 곳에서 산란하는 행동양식이 더 선호되기 된다. 이처럼 기생충은 공생관계를 유지시키는데도 중요한 역할을 수행하고 있는 것이다.


+)그런데 만약에 식용으로 사용되는 무화과도 이런 식으로 수분이 이루어진다면 안에 말벌 유충의 시체나 탈피한 허물, 알껍질 등으로 꽉 차 있을텐데 과연 우리가 먹는 것은?!

Reference:
1. Dunn DW, Segar ST, Ridley J, Chan R, Crozier RH, Yu DW, Cook JM. A role for parasites in stabilising the fig-pollinator mutualism. PLoS Biol. 2008 Mar 11;6(3):e59
2. JM Cook, JY Rasplus Mutualists with attitude: coevolving fig wasps and figs. TRENDS in Ecology and Evolution Vol.18 No.5 May 2003